碳纳米管/$\beta$-Ga$_2$O$_3$ 异质结 PIN 二极管

$\beta$-Ga$_2$O$_3$ 因其卓越的材料性能，正 gaining attention 作为下一代高功率、高效率和高温电子器件的热门半导体。然而，由于缺乏可行的 p型掺杂，导致其潜力无法充分发挥，尤其在开发双极器件方面受到限制。本 work 引入一种新型异质二极管 (HD)，将 p型碳纳米管 (CNT) 与 i/n型 $\beta$-Ga$_2$O$_3$ 结合，克服了这些限制。首次成功制造了 CNT/$\beta$-Ga$_2$O$_3$ 异质 p-n 结二极管。与相同 $\beta$-Ga$_2$O$_3$ 生长层的传统肖特基势垒二极管 (SBD) 相比，CNT/$\beta$-Ga$_2$O$_3$ HD 展示出显著的改进，包括更高的整流比 ($1.2 \times 10^{11}$)、更大的开通电压 (1.96 V)、在最高可达 300 {$\deg$C} 温度下大幅降低的漏电流，以及 26.7% 的 breakdown voltage 提升。值得注意的是，CNT/$\beta$-Ga$_2$O$_3$ HD 表现出接近理想的 1.02 的低理想因子，凸显材料间理想的界面质量。这些结果凸显了 CNT/$\beta$-Ga$_2$O$_3$ 异质结在电子器件中的潜力，为当前 $\beta$-Ga$_2$O$_3$ 基器件的局限性提供了有前景的解决方案。